作為 5G Advanced 的延續,Release 19 將主要側重于提高性能并滿足5G商用部署中的關鍵需求。我們預測 5G Advanced 將在這十年中繼續在3GPP發展,同時,如圖1所示,我們預計從2025年開始的6G標準化將在 Release 20 和 Release 21 中加速。
圖1:愛立信對3GPP的 5G Advanced 和6G時間表的看法(2025年以后的日期僅供參考)
1、高性能5G網絡MIMO
在 Release 19,大規模MIMO將支持超大規模的天線陣列,從而提供更高的增益和更靈活的波束賦形。這將提高鏈路和網絡性能,對6–7 GHz 范圍內的新頻段至關重要。
Release 19 還將引入增強功能以實現具有成本效益的分布式發射器。5G公眾號了解到愛立信專家表示這是邁向大規模部署D-MIMO的又一步。
最后,Release 19 將允許UE發起的測量報告,從而加快5G波束管理程序。此功能將允許更快的波束選擇,這與移動用戶高度相關。
2、移動性
在 Release 19 中,L1/L2觸發的移動性(LTM)框架將得到擴展,以支持不同gNB的服務小區之間的切換。LTM框架將增加對跨 FR1 和 FR2 的 NR-NR 雙連接的支持。5G公眾號了解到愛立信專家介紹Release 19 還將探索使用人工智能和機器學習(AI/ML)來提高移動性。例如,AI/ML可用于預測未來最佳服務小區。3GPP的研究項目將綜合考慮AI/ML性能和復雜性,其結論將作為 Release 20 移動性性能的規范依據。
3、動態頻譜共享
動態頻譜共享(DSS)是 5G 中的一項關鍵部署功能,它允許4G和5G載波共享相同的頻率,從而促進從4G向5G遷移。基于DSS方案,一個基站可以在相同頻譜中為4G和5G終端提供服務。
DSS是在5G的第一個版本中引入的,并在后續多個版本中得到了改進。Release 18 支持對來自4G 鄰小區強干擾的處理,并提高了下行控制信道的容量和覆蓋范圍。DSS經過從 Release 15 到 Release 18 持續改進之后,已經相對完善,在 Release 19 中沒有對DSS 進行進一步增強的需求。
4、擴展現實
在 Release 18,3GPP引入了5G無線接入網(RAN)和核心網側對XR的增強功能。為了滿足嚴格的延遲要求,引入了低延遲低損耗可擴展吞吐量(L4S)。L4S通過調整應用數據速率來減少網絡中的數據包排隊。Release 18 還引入了媒體單元的抽象概念,它由一組數據包組成,例如有助于視頻幀的渲染。這使得接入網可以執行主動隊列管理(AQM),在丟棄數據包的同時,最大限度地減少對體驗質量的影響。此外,Release 18 還引入了專為XR設備設計的省電功能。為了支持這些功能的應用,接入網側的標準引入了XR感知。通過新的信令機制,XR應用信息(如數據包周期和QoS要求)可以從5G核心網絡傳遞到接入網。
這項工作將在 Release 19 繼續。包時延信息可用來提升上下行調度,從而提高XR容量。利用未使用的測量間隙進行數據傳輸,以減少測量間隙對數據速率的影響。
5、室內定位
AI和ML為提升特定場景的定位性能提供了新的可能性。Release 18 研究了使用AI/ML來提高基于5G的定位精度,這是一項有價值的服務,尤其對于室內環境。在室內,如在工廠或辦公室中,可能無法使用全球導航衛星系統(如 GPS)。3GPP研究項目的重點是使用人工智能識別gNB和UEs之間的視距鏈路(LOS),因為在視距條件下的定位可提供高精度。
基于 Release 18 的研究項目,3GPP將在 Release 19 中標準化AI/ML驅動的定位,以提高定位精度。
6、物聯網
Release 17 引入了低復雜度NR RedCap終端,有助于降低設備價格,支持工業無線傳感器網絡、可穿戴設備和無線攝像頭。RedCap終端可以配備單個接收通道,以支持更小尺寸的可穿戴設備。
Release 18 規定了定位和更低的峰值數據速率 10 Mbps。數據速率的降低進一步降低了RedCap終端的復雜度。5G公眾號了解到愛立信專家表示RedCap剩下的部分將會在 Release 19 討論,即支持衛星通信,以實現真正無處不在的NR IoT覆蓋。
省電功能對于物聯網設備非常重要。在 Release 18 中,3GPP研究了低功耗喚醒信號(LP-WUS)的優點。低功耗、低成本喚醒接收器 (WUR)接收LP-WUS,該裝置的唯一目的是在檢測到 LP-WUS 存在時喚醒設備中的主接收器。Release 19 的標準將支持 LP-WUS 和 WUR。
7、非地面網絡
在 Release 17 中,NR經過調整以支持非地面網絡(NTN)中的衛星通信。Release 18 包括NR NTN上行鏈路覆蓋增強功能,以促進穩定可靠的語音和消息連接。為了實現地面和非地面網絡之間更緊密的集成,這兩種網絡拓撲之間的移動性過程在 Release 18 中得到了加強。
NR NTN 演進將在Release 19中持續進行。目標之一是提升衛星的下行覆蓋。5G公眾號了解到愛立信專家表示3GPP 將研究是否需要對 5G 架構進行改變才能在衛星上安裝完整的gNB。將引入高輸出功率的終端。最后,正如上一節中已經提到的,將支持RedCap終端。
8、網絡節能
5G在設計之初就定位于滿足日益增長的流量需求,并同時限制移動網絡的功耗。隨著 5G Advanced 的推出,網絡節能得到了越來越多的關注。Release 18 定義了一個網絡能耗模型,以識別可以提高網絡能效的時機,并規定了一些方法以便gNB可以動態調整其天線的激活部分和發送功率。
在 Release 18 的基礎上,Release 19 將進一步引入額外的節能功能,包括:按需的輔小區SSB傳輸、按需的面向空閑態UE的SIB1傳輸。
這兩種技術都將基于一個新的觸發機制,用于按需傳輸。
此外,在 Release 18,AI/ML領域還進行了網絡節能的相關工作。
用于下一代RAN增強的人工智能和機器學習
Release 18 中關于人工智能/機器學習的工作集中在三個用例——AI驅動的網絡節能、負載均衡、移動性優化。
通過NR接口上的信令增強(如UE到gNB無線接口、gNB之間的Xn接口),AI的應用在這些用例中得以實現。3GPP已經同意不對AI模型進行標準化,來確保廠商之間的良性競爭、激勵和創新。
針對新用例的研究將在 Release 19 進行。一個新的用例是AI輔助的動態小區成形,也可以說是,AI輔助的覆蓋和容量優化。
9、用于物理層增強的人工智能和機器學習
在 Release 18,3GPP已經研究了如何通過人工智能/機器學習來提升5G空口的功能和性能。研究是由三個用例——定位、波束管理、信道狀態信息上報驅動的。
此外,還包括一些關于人工智能生命周期管理的研究,包括性能檢測和測試。
基于 Release 18 研究的結論,Release 19 將會為人工智能/機器學習應用于空口定義一個整體框架,并將為人工智能/機器學習在如定位和波束管理的用例進行相關標準化工作。此外,3GPP 還將繼續探索人工智能/機器學習在其它用例的可用性,比如移動性。
10、邁向6G的橋梁
在 Release 19 的時間范圍內, 我們預計對 6G 的用例和服務要求的研究項目將會在服務和系統方面工作組1(SA1)開始。一個深入的技術研究項目將在隨后的Release 20中進行,涵蓋6G無線接入網設計。Release 21 將標準化6G無線接入網,為2030年6G商用發布做準備。5G公眾號了解到愛立信專家表示通過本文中提到的很多項目,Release 19 將提供從 5G Advanced 到6G的橋梁。
XR將逐步演變成人機交互的沉浸式通信,并將提出 6G應滿足的新要求,以提供更好的用戶體驗。
人工智能和機器學習將在未來發揮重要作用,預計從第一天起就將成為重要的6G構建模塊。
5G Advanced 中的網絡能效增強將為6G時代的可持續網絡設計提供基準。
Release 18 和 Release 19 中引入的 D-MIMO 解決方案將引領 6G 的 D-MIMO。?
此外,Release 19中將有兩項研究課題側重于信道建模,為未來的工作奠定基礎:通感一體的信道建模(ISAC),一種使能通信網絡同時支持通信和環境感知的技術;驗證 7-24 GHz 范圍內的3GPP信道模型,尤其研究厘米波范圍內新的6G頻譜。
11、結論
Release 18 的結束標志著 5G Advanced 的引入。在3GPP Release 15、16 和 17的基礎上,5G Advanced 體現了自2018年起5G演進的總體成果,必將進一步提升5G的商業價值。
作為 5G Advanced 的延續,Release 19 將專注于促進對5G商業部署持續投資的解決方案,以提高性能并滿足關鍵需求。同時,Release 19 將作為通往 6G 的橋梁,其中的許多解決方案將為未來的 6G 系統提供基準。
審核編輯:黃飛
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